Biomassa em vegetação de restauração florestal de dois anos na planície costeira em Caraguatatuba, SP
Data
2017-06-22
Autores
Horikawa, Natacia Ery 
Orientadores
Montero, Leda Lorenzo
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Biomass is a fundamental parameter of functional characterization of ecosystems. It constitutes one of the main carbon reservoirs of terrestrial ecosystems, thus being a relevant in the context of mitigation of climate change. The objective of this study is to describe the biomass in mixed species coastal plain restoration planting in Caraguatatuba, SP. More specifically (i) Evaluate mortality and growth of the most abundant planting species; (ii) Develop allometric models to estimate total and aboveground biomass; (iii) Quantify the accumulated biomass in the first two years as well as the contribution of roots to the biomass budget; (iv) Evaluate how fertility and growth rate affect the relative biomass allocation (above and below ground). The study area of approximately 7 ha was previously covered by pasture. In 2012 were planted 15.690 seedlings of 48 species. The diameter at soil height (DAS), height (H) and canopy (COB) of 3.020 seedlings of 25 species planted in a row, alternating pioneer and non– pioneer species in plots with and without nutrient were measured in a semester basis. The relative growth rate (RGR) of all selected seedlings was calculated. To obtain the dry weight, 67 seedlings of 21 species were collected. Allometric models were then built using linear regression between dry weight and measured dimensions (DAS, H and COB). The effect of fertility and individual RGR on the relative biomass allocation were tested using mixed linear models. The models were selected using the Akaike Information Criteria. Initial mortality was high (> 20%). It was significantly reduced in the second year to 9%. Lower mortality and higher RGRs were recorded in Citharexylum myrianthum, while Euterpe edulis presented mortality > 90% and low RGRs. The best allometric models selected were: Ln(biomass) = -0.25 + 0.82 Ln(DAS² * H) (R² = 0.94, p <0.001) for the total biomass; and Ln(biomass) = -0.78 + 0.85 Ln(DAS² * H) (R² = 0.92, p <0.001) for the abovegroung biomass. The total biomass accumulated at the whole area was calculated as 50 Mg.ha-1 and the aboveground biomass about 35 Mg.ha-1. Roots represented 30% of the total biomass. The models indicated that the effect of fertility on the relative biomass allocation was uncertain. However, the RGR affected the relative biomass allocation. The R: S ratio decreased as the RGR becomes higher. In general, pioneer species had lower mortality and higher growth rates than non-pioneers. The results suggest caution when planting shade tolerant species in the initial stages of the restoration, with an alternative approach of later introduction of this kind of species in plantations. Fast-growing seedlings presented a preferential allocation in aboveground biomass, whereas the slow-growing seedlings had preference to belowground biomass, which is a clear indication of different strategies in the capture and use of resources. The models described the planting satisfactorily, providing accurate estimates of biomass. The results reinforce the importance of considering roots in biomass estimates and indicate high potential of mixed species restoration plantations in subtropical regions to mitigate the greenhouse effect.
A biomassa é um parâmetro fundamental de caracterização funcional de ecossistemas e constitui um dos principais reservatórios de carbono dos ecossistemas terrestres, sendo interessante no contexto de mitigação da mudança climática. O objetivo deste trabalho é descrever a biomassa em um plantio de restauração heterogêneo de dois anos na planície litorânea em Caraguatatuba, SP. Especificamente (i) Avaliar a mortalidade e crescimento das espécies mais abundantes do plantio; (ii) Desenvolver modelos alométricos para estimar a biomassa total e aérea; (iii) Quantificar a biomassa acumulada nos dois primeiros anos e a contribuição das raízes; (iv) Avaliar como a fertilidade e o ritmo de crescimento afetam a alocação relativa de biomassa (aérea e subterrânea). A área de estudo ocupa aproximadamente 7 ha anteriormente cobertos por pastagem. Em 2012 foram plantadas 15.690 mudas de 48 espécies. Foram monitorados semestralmente o diâmetro à altura do solo (DAS), altura (H) e cobertura de copa (COB), de 3.020 indivíduos de 25 espécies plantadas em linha alternando pioneiras e não pioneiras, em parcelas com e sem adição de nutrientes. A taxa relativa de crescimento (RGR) foi calculada por período de monitoramento e no tempo total de plantio. Foram coletados 67 indivíduos de 21 espécies para obtenção do peso seco. Os modelos alométricos foram ajustados utilizando regressão linear simples relacionando o peso seco com os dados de monitoramento. O efeito da fertilidade e o tipo de crescimento (RGR individual) sobre a alocação relativa de biomassa foram testados usando modelos lineares mistos. Os modelos foram selecionados utilizando o Critério de Informação Akaike. A mortalidade inicial foi alta (>20%), diminuindo no 2º ano (9%). Menor mortalidade e maior RGRs foram registradas em Citharexylum myrianthum, enquanto Euterpe edulis teve mortalidade >90% e baixas RGRs. Os modelos alométricos selecionados foram: Ln(biomassa) = -0,25 + 0,82 ln(DAS² * H) (R² = 0,94; p<0,001) para a biomassa total e Ln(biomassa) = -0,78 + 0,85 ln(DAS² * H) (R² = 0,92; p<0,001) para aérea. A biomassa total acumulada no plantio foi cerca de 50 Mg.ha-1 e a aérea cerca de 35 Mg.ha-1. A raiz representou 30% da estimativa de biomassa total. Os modelos mistos indicaram incerteza quanto o efeito da fertilidade sobre a alocação relativa de biomassa. Contudo a alocação relativa foi afetada pelo tipo de crescimento. A relação R: S diminuiu com o aumento da RGR. De modo geral, as espécies pioneiras tiveram menores taxas de mortalidade e maior crescimento do que as não pioneiras. Os resultados sugerem precaução no plantio de espécies tolerantes à sombra em fases iniciais da restauração, recomendando-se a introdução posterior nos plantios. As mudas de crescimento rápido tiveram alocação preferencial em biomassa aérea, enquanto as de crescimento lento tiveram em biomassa subterrânea, indicando diferentes estratégias na captação e uso dos recursos. Os modelos descreveram o plantio satisfatoriamente, gerando estimativas de biomassa confiáveis. Os resultados reforçam a importância de considerar as raízes nas estimativas de biomassa e indicam alto potencial dos plantios heterogêneos de restauração florestal em regiões subtropicais para mitigação do efeito estufa.
A biomassa é um parâmetro fundamental de caracterização funcional de ecossistemas e constitui um dos principais reservatórios de carbono dos ecossistemas terrestres, sendo interessante no contexto de mitigação da mudança climática. O objetivo deste trabalho é descrever a biomassa em um plantio de restauração heterogêneo de dois anos na planície litorânea em Caraguatatuba, SP. Especificamente (i) Avaliar a mortalidade e crescimento das espécies mais abundantes do plantio; (ii) Desenvolver modelos alométricos para estimar a biomassa total e aérea; (iii) Quantificar a biomassa acumulada nos dois primeiros anos e a contribuição das raízes; (iv) Avaliar como a fertilidade e o ritmo de crescimento afetam a alocação relativa de biomassa (aérea e subterrânea). A área de estudo ocupa aproximadamente 7 ha anteriormente cobertos por pastagem. Em 2012 foram plantadas 15.690 mudas de 48 espécies. Foram monitorados semestralmente o diâmetro à altura do solo (DAS), altura (H) e cobertura de copa (COB), de 3.020 indivíduos de 25 espécies plantadas em linha alternando pioneiras e não pioneiras, em parcelas com e sem adição de nutrientes. A taxa relativa de crescimento (RGR) foi calculada por período de monitoramento e no tempo total de plantio. Foram coletados 67 indivíduos de 21 espécies para obtenção do peso seco. Os modelos alométricos foram ajustados utilizando regressão linear simples relacionando o peso seco com os dados de monitoramento. O efeito da fertilidade e o tipo de crescimento (RGR individual) sobre a alocação relativa de biomassa foram testados usando modelos lineares mistos. Os modelos foram selecionados utilizando o Critério de Informação Akaike. A mortalidade inicial foi alta (>20%), diminuindo no 2º ano (9%). Menor mortalidade e maior RGRs foram registradas em Citharexylum myrianthum, enquanto Euterpe edulis teve mortalidade >90% e baixas RGRs. Os modelos alométricos selecionados foram: Ln(biomassa) = -0,25 + 0,82 ln(DAS² * H) (R² = 0,94; p<0,001) para a biomassa total e Ln(biomassa) = -0,78 + 0,85 ln(DAS² * H) (R² = 0,92; p<0,001) para aérea. A biomassa total acumulada no plantio foi cerca de 50 Mg.ha-1 e a aérea cerca de 35 Mg.ha-1. A raiz representou 30% da estimativa de biomassa total. Os modelos mistos indicaram incerteza quanto o efeito da fertilidade sobre a alocação relativa de biomassa. Contudo a alocação relativa foi afetada pelo tipo de crescimento. A relação R: S diminuiu com o aumento da RGR. De modo geral, as espécies pioneiras tiveram menores taxas de mortalidade e maior crescimento do que as não pioneiras. Os resultados sugerem precaução no plantio de espécies tolerantes à sombra em fases iniciais da restauração, recomendando-se a introdução posterior nos plantios. As mudas de crescimento rápido tiveram alocação preferencial em biomassa aérea, enquanto as de crescimento lento tiveram em biomassa subterrânea, indicando diferentes estratégias na captação e uso dos recursos. Os modelos descreveram o plantio satisfatoriamente, gerando estimativas de biomassa confiáveis. Os resultados reforçam a importância de considerar as raízes nas estimativas de biomassa e indicam alto potencial dos plantios heterogêneos de restauração florestal em regiões subtropicais para mitigação do efeito estufa.